De nouvelles méthodes de production alimentaire – La culture des légumes peut être contrôlée grâce à des « légumières »

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Takumi 1
Professeur Watanabe, Section sciences de la vie, Université Tam agawa, Faculté d’agronomie. A travaillé sur la culture maraîchère au moyen de LED pendant 2 0 ans. Instigateur du projet « légumière ». Docteur en agronomi e.

 


Pour croître, les végétaux n’ont pas besoin d’absorber toutes les ondes émises par le soleil. Ils choisissent celles dont ils ont besoin en fonction des circonstances. Les lampes LED permettent de sélectionner et d’émettre uniquement les longueurs d’onde désirées. Il est donc envisageable d’utiliser la technologie LED pour cultiver plus efficacement les légumes et c’est ce que le Professeur Watanabe Hiroyuki de l’Université Tamagawa, tente de réaliser dans ses recherches scientifiques. Il prétend qu’il est désormais possible de contrôler, non seulement l’efficacité du processus de culture, mais aussi le goût, la consistance et le contenu nutritif ! L’équipe de JQR a effectué un reportage de terrain dans le prototype de légumière (usine de production de légumes) qui sera très prochainement à l’origine d’un projet commercial. Le vaste campus de l’université Tamagawa est situé en pleine verdure. Il y a 2 ans, on a installé une salle blanche au sein du Future SciTech Lab dans laquelle chaque jour les étudiants s’occupent sans relâche des différentes plantations maraîchères. Les légumes, bien alignés sous les éblouissantes lampes LED rouges, bleues et violettes, poussent avec vigueur.

« Il y a encore une quinzaine d’années, les LED étaient des produits très onéreux. Elles coûtaient alors 100 voire 1000 fois plus cher que des lampes fluorescentes en termes de luminosité. Leur utilisation n’était donc pas adaptée à la culture des légumes. »

Le problème du coût industriel se dressait entre la technologie LED et la production maraîchère. Le Professeur Watanabe, qui travaille sur la question depuis 1991, nous dit que la baisse des coûts de la technologie, faisant suite à l’apparition de la LED bleue en 1994, a été un élément déterminant. « Le bleu est une couleur très importante pour les plantes. J’ai immédiatement acheté une unité dès qu’elle fut lancée sur le marché. Ça m’avait coûté 3000 yens à l’époque, c’est une somme ! » pouffe le Professeur.

Afin de baisser les coûts, il est très important d’améliorer la durée de vie des LED. Leurs puces ressemblent à des graines de pavots d’à peine 0,3 millimètre de large. Environ 70% de l’énergie libérée est transformée en chaleur, et cette chaleur finit par détruire la puce. Afin d’accroître sa longévité, il fallait donc trouver un moyen de refroidissement continu. Le Professeur Watanabe a alors inventé un système de refroidissement direct par eau.

« La puce d’une LED est fixée à l’aide de résine mais comme la résine est un matériau isolant, elle ne laisse pas vraiment la chaleur s’échapper. J’ai donc décidé de souder la puce directement sur une plaque d’aluminium. En faisant passer de l’eau froide sous la plaque, on parvient à refroidir le système sous le seuil des 20 degrés, à une température permettant une utilisation durable de la LED. On obtient ainsi à la fois une bonne longévité et un fort courant d’énergie. Voilà comment fonctionnent nos LED de culture. »

Cette idée a permis de concevoir et de fabriquer la LED idéale. Le Professeur Watanabe a toutes les cartes en main pour s’attaquer à son nouveau défi : la mise en application de son invention combinée à son savoir-faire en production maraîchère. Mais à ce stade, que peut-on faire pousser au juste ?

« On peut faire pousser des légumes verts, mais aussi des fraises, des tomates, des pommes de terre, des patates douces, du ginseng, du riz, du soja… on peut tout faire pousser. Le riz et le soja étaient des expériences intéressantes mais vu les coûts, la production n’était vraiment pas rentable. (Il éclate de rire.) Mais beaucoup de gens comptent sur nous pour les fraises. On peut même faire des laitues un peu acides, ou des plus douces, des légèrement croquantes… »

Une production maraîchère à la demande

« On peut créer à sa guise des laitues gorgées de vitamines ou des tomates pleines de lycopène. Il est très facile d’augmenter le niveau naturel de vitamines A d’une quinzaine de fois en appliquant une lumière constante émanant d’une LED rouge et en ajustant le taux d’exposition jour-nuit. »

L’environnement de notre laboratoire nous permet de tout contrôler : les longueurs d’ondes lumineuses, la quantité de lumière appliquée, la durée d’exposition, la température ambiante, le degré d’humidité ou l’environnement gazeux. Le vent s’est également révélé être, à notre grande surprise, un facteur très important.

La qualité des plantes varie effectivement selon l’exposition aux courants d’air et leur force. « Dans une légumière, on peut contrôler tout le processus de production et de culture et ajuster l’environnement à l’objectif fixé. Après, il suffit juste de savoir si l’on est prêt à supporter les coûts financiers du projet. »

La production maraîchère actuelle, est une source d’alimentation qui dépend des conditions atmosphériques. En outre, le processus requiert plusieurs mois entre la plantation et la récolte.

Il est désormais possible d’évaluer la demande du marché à 10 jours. Pour le Professeur Watanabe, il est donc envisageable de gérer efficacement le processus de distribution grâce aux légumières, en rassemblant les informations liées à la distribution, à la vente et à la demande, et de cultiver des légumes à forte valeur ajoutée impossible à produire par d’autres moyens lorsque les prix sont bas.

« La commercialisation de légumières est un projet poursuivi en collaboration avec l’entreprise Nishimatsu Construction : le projet consiste à automatiser le processus, de la plantation à la récolte, jusqu’à l’emballage avant mise en vente. Le système ne requiert pas l’intervention de l’homme et se gère par l’entremise de caméras et de capteurs. Les conditions de production sont contrôlées depuis un poste de commande. »

Le Professeur Watanabe espère que plusieurs entreprises seront intéressées par le projet une fois qu’il aura pu en démontrer la rentabilité.

La population mondiale ne cesse d’augmenter et la production alimentaire sera insuffisante pour répondre aux nouveaux besoins. Un système qui permettrait de produire des légumes régulièrement et en quantité souhaitée, sans laisser le climat interférer dans le processus, est un outil fabuleux.

Mais quel est l’ultime but du Professeur Watanabe ? « Je souhaiterais vraiment pouvoir commercialiser cette invention. Il y aura ainsi naissance d’un cercle vertueux de compétition et ce secteur pourra alors attirer des capitaux et des ressources humaines compétentes. Et par-dessus tout, j’espère que mes élèves, qui ont appris à maîtriser les techniques de production de ce système, pourront ainsi trouver un emploi grâce à leurs compétences. Les facultés d’agronomie sont des pépinières d’experts en production alimentaire et ça me fait mal au coeur de voir certains de nos étudiants trouver un emploi dans un secteur qui n’a aucun lien avec leurs compétences. Il est absurde de dire que le Japon n’a pas une agriculture compétitive et en même temps, de ne pas utiliser au mieux les experts qui sortent de nos universités. Des étudiants qui peuvent travailler dans leur domaine de spécialité, c’est le meilleur moyen d’augmenter la productivité du secteur. »

La légumière qui devrait être mise en service cet automne produira des laitues en 12 jours seulement. Dans 2 ans, l’objectif est de parvenir à une production quotidienne de 3500 unités.

 

Il faut beaucoup de temps pour compiler les données nécessaires à la production de légumes sous différentes conditions. Et pour plus d’efficacité, recueillir les données sur les légumes de bonne q ualité permet, à terme, de réduire les coûts. La production de légume bio est également très prometteuse. Par exemple, on pourra sauver de nombreuses vies s’il est possible de créer une variété de riz à partir duquel on peut extraire des gènes servant à la production de va ccins contre des maladies contagieuses comme le choléra. On pourra également réduire ainsi grandement les coûts engendrés par l’en voi de médecins. Il sera également possible de se protéger contre la g rippe rien qu’en consommant le « vaccin » présent dans les légumes. L e Professeur Watanabe attend aussi beaucoup de la production de s oja.

 

 

Les étagères de production du laboratoire sont équipées d’un si mple interrupteur permettant de changer les types de LED, bleues, vertes, rouges. Le goût des salades produites avec des LED rouges et celles produites avec des LED bleues est effectivement différent.

 

 

Représentation de la future légumière qui sera construite dans le campus. Achèvement prévu pour l’automne 2012. 14 « tours » de production disposées en rangées assureront la production automatique de laitues et de salades.

 

 

Laboratoire de recherche de l’Université Tamagawa
Centre de recherche sur les écosystèmes et les écofonctions

6-1-1, Tamagawa Gakuen, Machida-shi, Tokyo
042-739-8666
http://www.tamagawa.jp/

 

Photos / Satoru Naito Reportage et texte / Rédaction JQR

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